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世索科 Antarox® LF 系列:智能内置助剂设计,赋能低剂量农药实现更高生物功效

世索科 Antarox® LF 系列:智能内置助剂设计,赋能低剂量农药实现更高生物功效

全球作物保护市场不断发展和演变,以满足日益增长的对更高农业生产力和更可持续耕作方式的需求。随着监管压力推动农药活性成分(AI)用量减少,以最大限度地降低对环境的影响,配方设计已成为决定产品性能的关键因素。

在此体系下,内置非离子表面活性剂(NIs)助剂发挥着核心作用:它们能够降低动态及静态表面张力,促进雾滴在叶面的润湿、铺展与持留;同时,它们还会影响有效成分(AI)在喷施沉积物中的生物可利用性,并最终促进其对角质层的渗透[1]。使用相关的内置非离子助剂,特别有助于在保持最佳生物防效的前提下,显著降低常规化学农药的施用剂量。

选择合适的非离子表面活性剂是一个复杂的多参数决策过程:理想的表面活性剂体系取决于有效成分的理化性质(如logP值、水溶性、分子量)、生物作用模式、剂型(如EC、OD、SE、SC、SL [2])以及靶标靶标叶片表面特性。核心考量因素包括亲水亲油平衡值(HLB)、分子结构(疏水基团的性质、乙氧基化或丙氧基化的程度及类型)以及临界胶束浓度(CMC)。这些参数决定了液–气和液–固界面的吸附动力学、胶束增溶能力以及与植物角质层蜡质的相互作用[1,3]。在农业喷洒条件下,液滴撞击靶标前的时间通常在毫秒级,因此动态表面张力行为(而非仅关注平衡值)尤为重要。

 

在非离子表面活性剂中,2-乙基己基烷氧基化物(2-EHA)是一类备受关注的内置助剂。例如,将其与三唑类杀菌剂联用可大幅提升生物防效[4],或将其应用于咪唑啉酮类除草剂中。

 

世索科 Antarox® LF 系列:智能内置助剂设计,赋能低剂量农药实现更高生物功效

2-乙基己基烷氧基化物的化学结构

其中 n 代表 EO(当 R=H 时)的单元数,m 代表 PO(当 R=CH3 时)的单元数

 

世索科公司近期开发了一系列新型2-EHA助剂,Antarox®LF系列(CAS:64366-70-7)。该系列助剂具有特定的EO/PO链长分布和结构特征,旨在解决战略性活性成分相关的各种制剂难题,增强生物活性。值得一提的是,Antarox® LF系列助剂易于生物降解,且危害等级低。

 

我们测定了该系列不同助剂的静态和动态表面张力以及泡沫特性。我们为此设计了特定苗后除草剂可溶液剂(如咪唑乙烟酸)或含有DMI和SDHI类杀菌剂(如丙硫菌唑与联苯吡菌胺)的乳油制剂,并评估了这些体系的生物活性。

 

含有不同 HLB 值的多种 2-EHA 规格,可满足各类制剂开发目标

根据其 HLB 值,不同等级的 2-EHA 表现出截然不同的制剂亲和力:Antarox® LF 125、LF 825 和 LF 145 主要适用于溶剂型或油基体系,以及亲脂性有效成分;而 Antarox® LF 145 和 LF 165 则与水基制剂中的亲水性有效成分表现出更好的兼容性。

表1:2-EHA系列产品的理化特性

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图1:Antarox® LF 系列助剂的动态表面张力曲线

(0.1 wt% 去离子水溶液,采用 Krüss BPT 100 气泡压力张力仪测定)

在 0.1% wt%浓度的 Antarox® LF 体系中,于 50–100 毫秒时间尺度下测得的动态表面张力值通常低于45 mN/m。如此低的动态表面张力通常与快速的界面吸附动力学相关,从而促进高效润湿以及喷雾雾滴在靶标上的优异持留特性[5,6]。根据其 EO/PO 比值 及特定的结构特征,可实现从极低泡沫(如 Antarox® LF 125、LF 825)到中等泡沫(如 Antarox® LF 145、LF 165)的不同效果。

 

含内置助剂 Antarox® LF 145 或 LF 165 的甲氧咪草烟 80 g/L可溶液剂(SL)

制备了含 450 g/L Antarox® LF 145 或 LF 165 的 80 g/L 甲氧咪草烟可溶液剂(SL),配方中加入 150 g/L 丙二醇及氨水(将 pH 值调节至 5–7),随后按照 CIPAC 标准 [13] 对制剂进行表征。在两种助剂的作用下,该制剂表现出优异的储存稳定性(54°C 下储存 2 周,-5°C 下储存 1 周),同时具备理想的稀释性能。使用 Krüss DSA30 液滴形状分析仪,在代表中等疏水性蜡质叶片的特氟龙(PTFE)表面上,对甲氧咪草烟可溶液剂(SL) 0.2% 稀释液的校准液滴(2 µL)进行了接触角测量。

表2:含/不含内置 2‑EHA 助剂的甲氧咪草烟可溶液剂(0.2% 去离子水稀释液)在特氟龙(PTFE)表面上的接触角测量结果。N = 10 个校准液滴

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得益于内置助剂的加入,与不含助剂的制剂相比,添加 Antarox® LF 145 和 LF 165 使接触角降低了 30°,这突显了药滴铺展性的增强,并具有改善喷雾持留量的潜在优势。

 

利用 BIOtransfer平台,针对处于 BBCH 12-14 发育阶段 [7] 的三种杂草 [藜 (Chenopodium album L.)、狗尾草 (Setaria viridis L.)、荠菜 (Capsella bursa-pastoris L.)] 进行了温室药效试验。

 

将含/不含助剂的不同甲氧咪草烟可溶液剂(SL)制剂进行稀释,以达到目标使用剂量(克有效成分/公顷),并利用配备 TeeJet TTJ-11002 喷嘴的轨道式喷雾机喷施于目标杂草上,喷雾量校准为 100升/公顷。在施药后 14 天和 28 天(DAT),对每个样盆中存活植株的数量进行统计,并测量其鲜重。根据 Henderson-Tilton 公式[8]计算死亡率(Em);根据 Abbott 公式 [9] 计算鲜重抑制率(Efw)。最后,根据 Colby 公式 [10] 计算综合平均防效(Eff)。

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图2:含/不含内置2-EHA助剂的甲氧咪草烟可溶液剂,在施药后 28 天对藜、狗尾草、荠菜的总体生物防效Eff(以相对未处理组的百分比计)

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图3:用含/不含 2-EHA 内置助剂的甲氧咪草烟可溶液剂处理 28 天后的杂草照片(上部:藜;下部:狗尾草)

 

在评估的甲氧咪草烟可溶液剂系统中,在测试的施用剂量下,Antarox® LF 145 或 LF 165 对藜的生物功效显著增强,而 Antarox® LF 165 对荠菜和狗尾草的功效最高。

含 Antarox® LF 825 内置助剂的丙硫菌唑·联苯吡菌胺 EC 150:75 g/L

 

利用互补的作用机制,将联苯吡菌胺(SDHI)和丙硫菌唑(DMI)复配成乳油制剂,已被证实为一种强效广谱的疾病控制方案。值得注意的是,如以下试验所示,使用足量的2-EHA可进一步优化此类复配乳油制剂的生物活性。

 

将联苯吡菌胺(SDHI )与丙硫菌唑(DMI)复配制成单一乳油(EC)制剂,通过作用机理互补,已被证实是一种高效、广谱的病害防控方案。值得注意的是,使用适量的 2-EHA可进一步优化该复配乳油制剂的生物防效,后续试验结果可充分印证这一点。

 

我们开发了一种基于75 g/L联苯吡菌胺和150 g/L丙硫菌唑,并添加120 g/L Antarox® LF 825的乳油制剂,该制剂具有最佳的稀释和储存特性(表3)。

表3:联苯吡菌胺・丙硫菌唑乳油配方(75/150 g/L)

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利用 BIOtransfer 平台,在受控条件下对小麦(品种 Alixan,生育期: BBCH 12)开展活体植株生测。在接种小麦叶枯病菌(Zymoseptoria tritici)Zt 212 菌株(小麦叶枯病的病原菌)的校准芽生孢子悬浮液前 一 天,使用手动喷雾器对小麦进行保护性施药:施用含/不含 Antarox® LF 825 的乳油(EC)杀菌剂,施药量分别为 0.334 L/ha 和 0.501 L/ha(喷雾稀释液量 200 L/ha)。Zt 212 菌株对DMI 类杀菌剂表现为高抗性,对SDHI 类杀菌剂表现为中抗。在接种后第 21、27、31 天(dpi)进行病害评估,测量第二叶叶片坏死病斑长度。病情指数(DSI)以病斑长度占叶片总长度的百分比计算。根据各处理组的病害发展曲线下面积(AUDPC)计算结果,以未处理空白对照为参照,计算得出杀菌剂防效 [12]

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图4:含/不含 2-EHA 助剂的联苯吡菌胺/丙硫菌唑乳油制剂对叶斑病菌的生物学功效(与未处理组相比的百分比)

 

在所研究的乳油施用剂量较低(0.334 g/L)的情况下,Antarox® LF 825表现出优异的性能,其生物活性较未添加助剂的制剂提高了两倍。而使用未经2-EHA助剂优化的配方时,生物活性的提升则不明显。值得注意的是,世索科在理解2-EHA助剂的结构特征如何影响某些DMI和SDHI类杀菌剂的生物活性方面积累了丰富的经验。

 

结论

本研究表明,助剂设计是提升生物功效的关键。Antarox® LF 2-乙基己基烷氧基化物展示了如何通过精确控制EO/PO结构来优化界面行为,从而实现快速润湿,同时保持足够的液滴持留率以及活性成分的有效性和吸收率。对于内吸性和渗透性的除草剂和杀菌剂活性成分,即使在降低剂量的情况下也均能显著提高生物功效。

作为世索科更广泛助剂工具箱的重要组成部分,Antarox® LF系列为配方师提供了一个强大且多功能的平台,可根据特定的活性成分和剂型进行性能定制。通过将智能分子设计、配方专业知识与应用洞察相结合,世索科助力开发下一代作物保护解决方案,从而在降低环境影响的同时实现更高的防效。

如有任何疑问,请随时通过 monique.adamy@syensqo.com 和amanda.montiel@syensqo.com 与我们联系。

 

 

参考文献和注释

[1] Wang, C. J.; Liu, Z. Q. Foliar Uptake of Pesticides—Present Status and Future Challenge. Pestic. Biochem. Physiol. 2007, 87 (1), 1– 8,  DOI: 10.1016/j.pestbp.2006.04.004

[2] EC: emulsifiable concentrate; OD: Oil Dispersion; SE: Suspo-emulsion; SC: Suspension Concentrate; SL: Soluble Liquid

[3] Arand, K.; Asmus E.; Popp C.; Schneider D.; Riederer M. The Mode of Action of Adjuvants-Relevance of Physicochemical Properties for Effects on the Foliar Application, Cuticular Permeability, and Greenhouse Performance of Pinoxaden. J Agric Food Chem. 2018 ;66(23):5770-5777.

[4] US6602823B1

[5] P. Taylor, J.L. Ramsay, M.J. Bean, N. Benton, Retention of foliar applied sprays on difficult to wet species. H. de Ruiter (Ed.), Proceedings. 6th International Symposium on Adjuvants for Agrochemicals, ISAA (2001), pp. 113-118

[6] Taylor, P. (2011). The wetting of leaf surfaces. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 16, 326-334.

[7] 4 replicates, 5 plants per pot, cultivated in a growth chamber 20°C/15°C day/night, 14h photoperiod and RH 60-80 %.

[8] Henderson-Tilton’s formula : 世索科 Antarox® LF 系列:智能内置助剂设计,赋能低剂量农药实现更高生物功效

[9] Abbott’s formula:  世索科 Antarox® LF 系列:智能内置助剂设计,赋能低剂量农药实现更高生物功效

[10] Colby’s formula : 世索科 Antarox® LF 系列:智能内置助剂设计,赋能低剂量农药实现更高生物功效

[11] Each experimental condition is tested in 3 replicates (pots), with each replicate consisting of 6 plantlets. Untreated (control) or treated wheat plants are left to dry in a ventilated area at room temperature for 1 hour, then transferred to a climatic chamber under adapted conditions.

[12]  Broers et al. 1996

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本文首发于 AgroPages 世界农化网即将推出的十周年特刊——《2026 制剂与助剂技术》中英双语专刊。我们诚邀您通过这一专业平台展示您的前沿技术实力与创新品牌方案。

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